皮拉尼真空计选型指南：场景匹配 + 参数核验 + 实操建议

一、di一步：明确核心场景需求（选型的前提）

1. 测量对象：气体介质与成分

• 单一气体（空气 / 氮气 / 氩气等已知气体）→ 常规型号（默认空气 / 氮气校准）；

• 多气体混合（如半导体刻蚀的 CF₄+O₂、化工反应气体）→ 支持多气体校准曲线的型号；

• 腐蚀性气体（Cl₂、F₂、NH₃等）→ 防腐蚀灯丝（氮化硅涂层）+ 耐蚀探头外壳（哈氏合金 / SUS316）；

• 易污染气体（油气、粉尘、镀膜蒸汽）→ 防污染灯丝 + 配套过滤器（油雾 / 粉尘过滤器）。

2. 真空范围：实际工作压强区间

• 中低真空（10⁻¹～10⁻⁴ Pa）→ 常规皮拉尼真空计（单一量程即可覆盖）；

• 宽量程（大气压～10⁻⁵ Pa，如 “常压抽真空" 全流程）→ 宽量程皮拉尼（兼顾常压与低真空）；

• 超高真空（＜10⁻⁵ Pa，如质谱仪、电子显微镜）→ 不可单独使用，需与电离真空计组合（皮拉尼负责中低真空段，电离负责超高真空段）。

3. 精度与响应速度要求

• 工业控制（如真空泵配套、真空干燥箱）→ 精度 ±2%～±5% FS，响应时间 100～200ms；

• 精密设备（如半导体镀膜、刻蚀）→ 精度 ±1%～±2% FS，响应时间＜50ms（快速捕捉压强波动）；

• 动态场景（如气体快速切换、抽气初期）→ 响应时间＜80ms，支持动态压强补偿算法。

4. 安装与环境条件

• 高温环境（如真空热处理炉，环境温度＞80℃）→ 耐高温探头（外壳耐 300℃以上）；

• 振动环境（如真空泵出口、生产线设备）→ 耐振动灯丝（粗丝设计，30～50μm）+ 防冲击结构；

• 电磁干扰环境（如射频电源附近）→ 带电磁屏蔽 + 差分信号输出（RS485）；

• 安装空间受限（如小型分析仪器）→ 小型化探头（φ6×30mm 以下）。

5. 系统兼容性：信号与控制需求

• 自动化控制（接入 PLC/DCS）→ 标准化输出信号（4-20mA、RS485/Modbus）；

• 本地显示需求→ 带 LCD 显示屏的型号；

• 日本产设备配套（如 ULVAC 镀膜机、HORIBA 分析仪器）→ 优先选择同品牌或兼容日本设备协议的型号（如 Modbus-RTU、日系设备专用接口）。

二、第二步：核心参数匹配（筛选型号的关键指标）

关键参数避坑点：

• 精度标注：优先选择 “工作区间精度"（如 10⁻³～10⁻¹ Pa 时 ±1.5% FS），而非仅标注 “满量程精度"（边缘量程可能误差达 ±10%）；

• 响应时间：需确认 “90% 响应时间"（行业标准），避免混淆 “初始响应时间"（未稳定的信号）；

• 气体校准：多气体型号需确认是否包含目标气体（如半导体场景需确认是否支持 CF₄、SF₆），而非仅标注 “多气体兼容"。

三、第三步：按场景分类选型（附日本主流型号适配）

场景 1：半导体制造（刻蚀 / 镀膜，多气体、高精度、动态响应）

核心需求：

• 气体：多工艺气体（CF₄、O₂、Ar 等）+ 易污染（光刻胶 / 膜层蒸汽）；

• 真空范围：10⁻¹～10⁻⁵ Pa；

• 精度：±1%～±1.5% FS；响应时间＜50ms；

• 环境：电磁干扰（射频电源）+ 密封要求高。

选型方案：

• 优先型号：HORIBA PG-300（日本堀场）、ULVAC GP-200（日本爱发科）；

• 关键特性：恒温模式 + 参考腔（温度补偿）、内置 10 + 种工艺气体校准曲线、防污染铂丝灯丝、RS485 数字信号（抗干扰）；

• 配套措施：加装油雾 / 粉尘过滤器，每 3～6 个月校准一次。

场景 2：真空镀膜设备（高污染、动态压强、中低真空）

核心需求：

• 气体：氩气 / 氮气 + 镀膜蒸汽（高污染）；

• 真空范围：10⁻¹～10⁻⁴ Pa；

• 精度：±1.5%～±2% FS；响应时间＜80ms；

• 环境：振动（真空泵）+ 高温（镀膜加热）。

选型方案：

• 优先型号：ULVAC GP-100（宽量程版）、TOKYO KEISO TM-201（耐温款）；

• 关键特性：粗丝铂丝灯丝（耐污染）、耐高温探头外壳（SUS316）、带导流罩（防蒸汽冲击）；

• 配套措施：每 2 个月更换过滤器，每 6 个月清洁 / 更换灯丝。

场景 3：常规工业真空设备（真空泵配套、干燥箱，单一气体、低成本）

核心需求：

• 气体：空气 / 氮气（单一气体）；

• 真空范围：10⁻¹～10⁻³ Pa；

• 精度：±2%～±5% FS；响应时间 150～200ms；

• 要求：成本适中、维护简单。

选型方案：

• 优先型号：TOKYO KEISO TM-201（恒流模式）、SHIBATA SV-100（日本柴田科学）；

• 关键特性：结构简单、MTBF＞10 万小时、模拟信号输出（4-20mA）；

• 配套措施：每 12 个月校准一次，安装时远离热源。

场景 4：化工真空反应（腐蚀性气体、中低真空）

核心需求：

• 气体：腐蚀性气体（Cl₂、NH₃）+ 混合气体；

• 真空范围：10⁻¹～10⁻⁴ Pa；

• 精度：±2%～±3% FS；

• 要求：耐腐蚀、防泄漏。

选型方案：

• 优先型号：HORIBA PG-300 Corrosion-Resistant（耐腐版）、ULVAC GP-200HF（哈氏合金外壳）；

• 关键特性：氮化硅涂层灯丝（防腐蚀）、哈氏合金探头外壳、密封泄漏率＜10⁻⁸ Pa・m³/s；

• 配套措施：定期用无水乙醇清洁探头，避免腐蚀性气体残留。

场景 5：分析仪器（GC-MS、小型质谱仪，小体积、高精度）

核心需求：

• 气体：氦气 / 氮气（单一气体）；

• 真空范围：10⁻²～10⁻⁵ Pa；

• 精度：±1% FS；响应时间＜50ms；

• 要求：小体积、低噪声、无死体积。

选型方案：

• 优先型号：HORIBA PG-100Mini（小型化）、ULVAC GP-300（低噪声版）；

• 关键特性：微型探头（φ4×25mm）、低噪声电路（数字滤波）、无死体积接口；

• 配套措施：与仪器同步校准（每 6 个月一次），避免振动影响。

四、第四步：选型验证与避坑指南（确保落地适配）

1. 3 个核心验证动作（避免选型失误）

• 气体兼容性验证：向厂家提供实际气体成分，确认型号是否内置对应校准曲线，或能否提供修正系数；

• 精度实测验证：要求厂家提供 “工作压强区间内的精度报告"（如 10⁻³ Pa 时的实际误差），而非仅看满量程精度；

• 设备兼容性验证：确认输出信号与现有 PLC/DCS 匹配（如日系设备常用 Modbus-RTU 协议），探头接口尺寸与真空系统一致（如 KF16/KF25 法兰）。

2. 常见选型误区

• 误区 1：追求 “满量程精度" 而忽略工作区间→ 正确做法：重点关注实际工作压强段的精度（如镀膜机常用 10⁻³～10⁻² Pa，需确认该区间误差）；

• 误区 2：多气体场景选常规型号→ 正确做法：必须选支持多气体校准的型号，否则误差可达 1～2 个数量级；

• 误区 3：超高真空场景单独使用皮拉尼→ 正确做法：组合电离真空计（皮拉尼负责预抽真空段，电离负责超高真空段）；

• 误区 4：忽略环境温度影响→ 正确做法：环境温度波动＞±5℃时，必须选带温度补偿的型号（如 ULVAC GP-200 内置 PT100）。

3. 成本与性能平衡建议

• 高精度场景（半导体、分析仪器）：优先选择日本yi线品牌（ULVAC、HORIBA），虽成本较高（约 5000～15000 元 / 台），但稳定性和精度有保障；

• 常规工业场景（真空泵、干燥箱）：选择性价比型号（TOKYO KEISO、SHIBATA），成本约 2000～5000 元 / 台，满足基本控制需求；

• 特殊场景（腐蚀性、高污染）：不建议牺牲材质和防护功能降低成本，否则维护频率和更换成本会更高。

五、选型总结

1. 先明确气体介质、真空范围、精度 / 响应速度、环境条件 4 大核心需求；

2. 再匹配测量范围、精度、气体兼容性、材质、输出信号等关键参数；

3. 最后结合场景选择对应品牌型号（日本品牌优先适配日系设备），并通过验证动作规避风险。